專(zhuān)利名稱(chēng)：微機(jī)電系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical SystemMEMS)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，MEMS正被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。如果在RF(RadioFrequency射頻)開(kāi)關(guān)中應(yīng)用該MEMS，則能夠得到可以降低傳送損耗、且可以提高斷開(kāi)狀態(tài)下的絕緣性這樣的良好性能。
圖12示出了靜電驅(qū)動(dòng)型RF-MEMS(射頻-微機(jī)電系統(tǒng))開(kāi)關(guān)的示意性構(gòu)成。如圖12所示，該RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的構(gòu)成是在2個(gè)靜電電極11a、11b之間設(shè)置可動(dòng)接觸子11c和接點(diǎn)11d、11e。接點(diǎn)11d與輸入端子13連接，接點(diǎn)11e與輸出端子14連接。另外，靜電電極11a、11b中的一方施加高電位，另一方施加低電位。
圖13所示是該RF-MEMS開(kāi)關(guān)的一具體構(gòu)成。圖13(a)所示是RF-MEMS開(kāi)關(guān)的俯視圖，圖13(b)是該RF-MEMS開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的、圖13(a)所示由切開(kāi)線A-A’切斷時(shí)的剖面，圖13(c)是該RF-MEMS開(kāi)關(guān)處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)的、由圖13(a)所示切開(kāi)線B-B’切斷時(shí)的剖面，圖13(d)是該RF-MEMS開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)的、由圖13(a)所示切開(kāi)線A-A’切斷時(shí)的剖面，圖13(e)是該RF-MEMS開(kāi)關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)的、由圖13(a)所示切開(kāi)線B-B’切斷時(shí)的剖面。
如圖13所示，靜電電極11b被固定在基板30上，靜電電極11a被固定在基板30上裝有支點(diǎn)20a的懸臂20上。另外，可動(dòng)接觸子11c被設(shè)置在與懸臂20的支點(diǎn)20a相反側(cè)的端部，接點(diǎn)11d、11e設(shè)在基板30上。在靜電電極11a、11b上沒(méi)有施加電壓的狀態(tài)下，如圖13(b)、(c)所示，懸臂20不彎曲，可動(dòng)接觸子11c不與接點(diǎn)11d、11e接觸。因此，開(kāi)關(guān)11成為斷開(kāi)狀態(tài)。與此相對(duì)，在靜電電極11a、11b上施加電壓時(shí)，如圖13(b)、(e)所示，懸臂20由于靜電力而彎曲，可動(dòng)接觸子11c與接點(diǎn)11d、11e接觸，開(kāi)關(guān)11成為閉合狀態(tài)。
這樣的靜電驅(qū)動(dòng)型RF-MEMS開(kāi)關(guān)，由于傳送損耗少且斷開(kāi)狀態(tài)(斷路狀態(tài))時(shí)的絕緣性高，所以正在討論用于攜帶無(wú)線設(shè)備。但是，靜電驅(qū)動(dòng)型RF-MEMS開(kāi)關(guān)，一般為了防止可動(dòng)接觸子與接點(diǎn)的黏接而確?？煽啃?，需要可動(dòng)接觸子的彈簧常數(shù)較大，為此，需要幾十伏到幾百伏的驅(qū)動(dòng)電壓。另一方面，由于攜帶無(wú)線設(shè)備的電池為幾伏，所以要在攜帶無(wú)線設(shè)備中使用RF-MEMS開(kāi)關(guān)的情況，為了得到RF-MEMS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)用電壓，需要對(duì)電池升壓，或盡量使靜電驅(qū)動(dòng)型RF-MEMS的驅(qū)動(dòng)電壓降低。但是，使用低驅(qū)動(dòng)電壓存在著不能確?？煽啃缘膯?wèn)題。
另外，雖然可以考慮將用于對(duì)RF-MEMS開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行升壓的功率電路與RF-MEMS開(kāi)關(guān)一體集成化來(lái)形成，但是這種情況，存在該升壓的功率IC電路所產(chǎn)生的噪聲帶給RF-MEMS開(kāi)關(guān)不良影響這樣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問(wèn)題被提出來(lái)的，其目的在于提供一種盡量抑制噪聲的產(chǎn)生且能得到高可靠性的MEMS裝置。
本發(fā)明第1方式的MEMS裝置，其特征在于，具備發(fā)光電路，含有發(fā)光元件、射出光；受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；及MEMS構(gòu)造部，被通過(guò)上述受光電路發(fā)生的電壓驅(qū)動(dòng)。
另外，本發(fā)明第2方式的MEMS裝置，其特征在于，具備第1發(fā)光電路，含有第1發(fā)光元件、射出光；第2發(fā)光電路，含有第2發(fā)光元件、射出光；第1受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述第1發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；第2受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述第2發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；放電電路，通過(guò)使上述第2發(fā)光電路停止發(fā)射光，使在上述第2受光電路的上述串聯(lián)電路的兩端產(chǎn)生的電壓放電；MEMS構(gòu)造部，包含RF-MEMS開(kāi)關(guān)，該RF-MEMS開(kāi)關(guān)具有與上述第1受光電路的高電位側(cè)的端子連接的第1靜電電極、及第2靜電電極；電阻要素，設(shè)置在上述第1靜電電極與上述第2靜電電極之間；及MOS開(kāi)關(guān)，該MOS開(kāi)關(guān)的漏極與上述第2靜電電極連接，源極與上述第1受光電路的低電位側(cè)的端子連接，柵極通過(guò)上述放電電路與上述第2受光電路的高電位側(cè)的端子連接。
另外，本發(fā)明第3方式的MEMS裝置，其特征在于，具備發(fā)光電路，含有第1發(fā)光元件、射出光；第1受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的第1串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；第2受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的第2串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓，該第2串聯(lián)電路的高電位側(cè)端子與上述第1受光電路的低電位側(cè)端子連接；電阻要素，與上述第1受光電路并聯(lián)連接；接合型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其漏極與上述第2串聯(lián)電路的高電位側(cè)的端子連接，源極與上述第2串聯(lián)電路的低電位側(cè)的端子連接，柵極與上述第1串聯(lián)電路的高電位側(cè)的端子連接；及MEMS構(gòu)造部，被通過(guò)上述第2受光電路發(fā)生的電壓驅(qū)動(dòng)。


圖1是表示采用本發(fā)明實(shí)施例1的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖2是表示采用本發(fā)明實(shí)施例2的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖3是表示本發(fā)明相關(guān)的放電電路的一具體例的構(gòu)成的電路圖。
圖4是表示采用本發(fā)明實(shí)施例3的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖5是表示采用本發(fā)明實(shí)施例4的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖6是表示采用本發(fā)明實(shí)施例5的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖7是表示采用本發(fā)明實(shí)施例6的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖8是表示采用本發(fā)明實(shí)施例7的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖9是表示采用本發(fā)明實(shí)施例8的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖10是表示采用本發(fā)明實(shí)施例9的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖11是表示采用本發(fā)明實(shí)施例10的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖12是表示RF-MEMS開(kāi)關(guān)的一般構(gòu)成的方框圖。
圖13是表示RF-MEMS開(kāi)關(guān)一具體構(gòu)成的圖。
圖14是表示采用本發(fā)明實(shí)施例11的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖15是表示采用本發(fā)明實(shí)施例12的MEMS裝置的構(gòu)成的電路圖。
圖16是表示采用本發(fā)明實(shí)施例13的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖17是表示采用本發(fā)明實(shí)施例14的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。
圖18是表示采用本發(fā)明實(shí)施例15的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖19是表示采用本發(fā)明實(shí)施例16的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
圖20是表示采用本發(fā)明實(shí)施例17的MEMS裝置的構(gòu)成的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1所示是采用本發(fā)明實(shí)施例1的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例的MEMS裝置1具備由例如LED(發(fā)光二極管)或LD(激光二極管)、有機(jī)發(fā)光元件等發(fā)光元件2a構(gòu)成的發(fā)光元件電路2；由串聯(lián)連接的多個(gè)受光二極管51、……、5n構(gòu)成的受光電路5；放電電路7；及MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))10。本實(shí)施例的MEMS10例如也可以是RF-MEMS開(kāi)關(guān)、MEMS反射器、MEMS光開(kāi)關(guān)、MEMS激勵(lì)器等中的任意一個(gè)。另外，受光電路5和放電電路7構(gòu)成驅(qū)動(dòng)MEMS10的驅(qū)動(dòng)電路4，形成在一個(gè)芯片上。并且，驅(qū)動(dòng)電路4和MEMS10也能形成在一個(gè)芯片上。
在發(fā)光元件電路2上施加幾伏輸入電壓時(shí)，從發(fā)光元件電路2發(fā)射光。該發(fā)射的光被構(gòu)成受光電路5的受光二極管5i(i＝1、……、n)接受時(shí)，在各受光二極管5i的陰極和陽(yáng)極之間產(chǎn)生預(yù)定的電壓。通過(guò)調(diào)節(jié)受光二極管5i(i＝1、……、n)的個(gè)數(shù)n，在受光電路5的兩端，可能產(chǎn)生不小于輸入發(fā)光元件2a的10倍的電壓，例如10V～40V以上的電壓。如果在受光電路5的兩端產(chǎn)生這樣高的電壓，則該高電壓通過(guò)放電電路7施加給MEMS10的控制電極，MEMS動(dòng)作。并且，通過(guò)使發(fā)光元件電路2停止發(fā)射光，由放電電路7使上述控制電極間短路，從而可能使該MEMS停止動(dòng)作。
在如上所述的實(shí)施例中，用于驅(qū)動(dòng)MEMS10的高電壓可以通過(guò)將多個(gè)受光二極管(例如太陽(yáng)電池)5i(i＝1、……、n)串聯(lián)連接的受光電路5得到。另外，實(shí)際的驅(qū)動(dòng)部是與受光電路5由光隔離的發(fā)光元件電路2。該發(fā)光元件電路2不需要串聯(lián)連接，1V～幾V的電壓可能使其動(dòng)作。通過(guò)這樣的構(gòu)成，利用幾伏的輸入電壓，無(wú)論是AC(交流)還是DC(直流)都可能自由地得到幾十伏到幾百伏的MEMS驅(qū)動(dòng)用電壓。這樣一來(lái)可以得到高性能和高可靠性。并且，MEMS驅(qū)動(dòng)電壓最好不小于60V、不小于100V、或不小于600V，這些驅(qū)動(dòng)電壓能通過(guò)上述受光電路5得到，可以得到更好的性能。
另外，由于成為驅(qū)動(dòng)部的發(fā)光元件電路2和發(fā)生驅(qū)動(dòng)電壓的受光電路5電絕緣，所以與像現(xiàn)有技術(shù)那樣將升壓用功率IC電路制成模塊使用的情況、或特別將MEMS和功率IC一體集成化的情況比較，產(chǎn)生的噪聲變少成為可能，可以盡量防止對(duì)MEMS10產(chǎn)生的不良影響。特別在MEMS10是靜電驅(qū)動(dòng)型的情況下，通過(guò)由發(fā)光元件電路2及受光電路5構(gòu)成的升壓部和MEMS10的靜電驅(qū)動(dòng)部，被雙重電絕緣，可以得到對(duì)噪聲更好的絕緣。
另外，在本實(shí)施例中，由于發(fā)生驅(qū)動(dòng)電壓的受光電路5由串聯(lián)連接的受光二極管構(gòu)成，所以與現(xiàn)有的升壓用功率IC電路比較，能提高耐壓，且可以得到更好的升壓波形。
另外，與現(xiàn)有的升壓用功率IC電路比較，可以減少元件的數(shù)量。
再有，在本實(shí)施例中，由于驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生部由串聯(lián)連接的發(fā)光二極管構(gòu)成，所以如果MEMS10是傳感器，則可以取得大的動(dòng)態(tài)范圍。
另外，本實(shí)施例的MEMS10也可以是靜電驅(qū)動(dòng)型，當(dāng)然也可以是其他類(lèi)型(例如使用磁的MEMS等)。
(實(shí)施例2)接著，圖2所示是本發(fā)明實(shí)施例2的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例2的MEMS裝置1A的構(gòu)成是將實(shí)施例1的MEMS裝置1中的MEMS10替換成RF-MEMS開(kāi)關(guān)11。RF-MEMS開(kāi)關(guān)11是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a、11b、可動(dòng)接觸子11c、接點(diǎn)11d、11e、輸入端子13、及輸出端子14。接點(diǎn)11d與輸入端子13連接，接點(diǎn)11e與輸出端子14連接。另外，靜電電極11a、11b中的一方被施加高電位，另一方被施加低電位。該RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的具體構(gòu)成例如可以是在現(xiàn)有例中說(shuō)明過(guò)的圖13所示的構(gòu)成。
另外，圖3所示是放電電路7的一具體構(gòu)成。在圖3中，放電電路7具備接合型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)8和電阻R1、R2。接合型FET8的構(gòu)成如下，其漏極通過(guò)電阻R1與構(gòu)成受光電路5的受光二極管51的陽(yáng)極連接，柵極通過(guò)電阻R2與構(gòu)成受光電路5的受光二極管51的陽(yáng)極連接，源極與構(gòu)成受光電路5的受光二極管5n的陰極連接。另外，在本實(shí)施例中，接合型FET8的漏極與RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11b連接，源極與RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a連接。
在該實(shí)施例中，接合型FET8是標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通型，發(fā)光元件電路2發(fā)光，在受光電路5的兩端產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，變成斷開(kāi)狀態(tài)。然后，該驅(qū)動(dòng)電壓通過(guò)圖3所示的放電電路7施加在RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a、11b上。于是，可動(dòng)接觸子11c與接點(diǎn)接觸，RF-MEMS開(kāi)關(guān)11變成導(dǎo)通狀態(tài)，輸入端子13和輸出端子14導(dǎo)通。另外，當(dāng)發(fā)光元件電路2停止放射光時(shí)，受光電路5的兩端的電位差變成零，構(gòu)成放電電路7的接合型FET8的柵極上所施加的電位也變成零，由此接合型FET變成導(dǎo)通狀態(tài)。由此，靜電電極11a、11b之間短路，RF-MEMS開(kāi)關(guān)11變成斷開(kāi)狀態(tài)。另外，在本實(shí)施例中，RF-MEMS開(kāi)關(guān)11通常為斷開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)在靜電電極11a、11b之間施加電壓可成為導(dǎo)通狀態(tài)，但也可以是通常為導(dǎo)通狀態(tài)，在靜電電極11a、11b之間施加電壓而成為斷開(kāi)狀態(tài)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
如上所述，如果采用本實(shí)施例，則可以與實(shí)施例1一樣，能盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。另外，與現(xiàn)有的情況比較，可以減少元件的數(shù)量，使更高的耐壓成為可能，而且可以得到更好的電壓波形。
(實(shí)施例3)接著，圖4所示是本發(fā)明實(shí)施例3的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例3的MEMS裝置1B的構(gòu)成為，在實(shí)施例2中增加了與RF-MEMS開(kāi)關(guān)11阻抗匹配的布線15。
該實(shí)施例3當(dāng)然也可以起到與實(shí)施例2相同的效果。
(實(shí)施例4)接著，圖5所示是本發(fā)明實(shí)施例4的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例4的MEMS裝置1C的構(gòu)成為，在實(shí)施例2中設(shè)置2個(gè)串聯(lián)連接的RF-MEMS開(kāi)關(guān)111、112，來(lái)取代RF-MEMS開(kāi)關(guān)11。
RF-MEMS開(kāi)關(guān)111是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a1、11b1、可動(dòng)接觸子11c1、接點(diǎn)11d1、11e1。RF-MEMS開(kāi)關(guān)112是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a2、11b2、可動(dòng)接觸子11c2、接點(diǎn)11d2、11e2。另外，接點(diǎn)11d1與輸入端子13連接，接點(diǎn)11e1與接點(diǎn)11d2連接，接點(diǎn)11e2與輸出端子14連接。另外，靜電電極11a1、11a2共用連接后被施加低電位，靜電電極11b1、11b2共用連接后被施加高電位。
在該實(shí)施例中，由于是2個(gè)RF-MEMS開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的構(gòu)成，所以可以實(shí)現(xiàn)更低的容量(高頻)特性。另外，在本實(shí)施例中，雖然是2個(gè)RF-MEMS開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的構(gòu)成，但也可以是不少于3個(gè)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的構(gòu)成，這種情況可以實(shí)現(xiàn)比本實(shí)施例更低的容量(高頻)特性。
另外，該實(shí)施例4當(dāng)然也可以起到與實(shí)施例2相同的效果。
(實(shí)施例5)接著，圖6所示是本發(fā)明實(shí)施例5的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例5的MEMS裝置1D的構(gòu)成為，在圖5所示的實(shí)施例4中增加與2個(gè)串聯(lián)連接的RF-MEMS開(kāi)關(guān)111、112阻抗匹配的布線15。
該實(shí)施例5當(dāng)然也可以起到與實(shí)施例4相同的效果。
(實(shí)施例6)接著，圖7所示是本發(fā)明實(shí)施例6的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例6的MEMS裝置1E的構(gòu)成為，在圖5所示的實(shí)施例4的MEMS裝置1C中新增RF-MEMS開(kāi)關(guān)113。
RF-MEMS開(kāi)關(guān)113是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a3、11b3、可動(dòng)接觸子11c3、接點(diǎn)11d3、11e3。接點(diǎn)11e3與RF-MEMS開(kāi)關(guān)111的接點(diǎn)11e1和RF-MEMS開(kāi)關(guān)112的接點(diǎn)11d2的連接點(diǎn)連接，接點(diǎn)11d3與接地電源連接。另外，靜電電極11b3、11b2共用連接后被施加高電位。
該實(shí)施例與實(shí)施例4一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，得到高的可靠性，而且可以得到比實(shí)施例4更低的容量(頻率)特性。
(實(shí)施例7)接著，圖8所示是本發(fā)明實(shí)施例7的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例7的MEMS裝置1F的構(gòu)成為，在圖2所示的實(shí)施例2的MEMS裝置1A中設(shè)置C接點(diǎn)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)17來(lái)代替RF-MEMS開(kāi)關(guān)11。
該RF-MEMS開(kāi)關(guān)11具備與輸入端子18連接的可動(dòng)接觸子17a、與輸出端子19a連接的接點(diǎn)17b、及與輸出端子19b連接的接點(diǎn)17c。輸入端子18通過(guò)放電電路7與受光電路5的高電位側(cè)連接。通常，開(kāi)關(guān)17的可動(dòng)接觸子17a與接點(diǎn)17b、17c中的一方連接，如果從發(fā)光元件電路2發(fā)射光而在受光電路5的兩端發(fā)生電壓，則可動(dòng)接觸子17a動(dòng)作而與接點(diǎn)17b、17c中的另一方連接。
該實(shí)施例也與實(shí)施例2一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
(實(shí)施例8)接著，圖9所示是本發(fā)明實(shí)施例8的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例8的MEMS裝置40具備LED芯片42、硅光管44、MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46、及形成了與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46電連接的MEMS的MEMS芯片48、50，將這些構(gòu)成的要素制成封裝。LED芯片42具有實(shí)施例1～7的發(fā)光元件電路2，MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46具有實(shí)施例1～7的受光電路5和放電電路7。另外，發(fā)光元件電路2和受光電路5通過(guò)硅光管44而光耦合，發(fā)光元件電路2射出的光通過(guò)硅光管44幾乎沒(méi)有泄漏地到達(dá)受光電路5。在本實(shí)施例中，雖然LED芯片42與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46相對(duì)配置，但是也可以并列配置在同一面上，通過(guò)硅光管44而光耦合。
該實(shí)施例8也與實(shí)施例1一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
(實(shí)施例9)接著，圖10所示是本發(fā)明實(shí)施例9的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例9的MEMS裝置40A具備LED芯片42、硅光管44、MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46、形成了與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46電連接的MEMS開(kāi)關(guān)的MEMS芯片48a、50a、及與這些MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46、MEMS芯片48a、50a阻抗匹配的布線52，將這些構(gòu)成的要素制成封裝。LED芯片42具有實(shí)施例1～7的發(fā)光元件電路2，MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46具有實(shí)施例1～7的受光電路5和放電電路7。另外，發(fā)光元件電路2和受光電路5通過(guò)硅光管44而光耦合，發(fā)光元件電路2射出的光通過(guò)硅光管44幾乎沒(méi)有泄漏地到達(dá)受光電路5。在本實(shí)施例中，雖然LED芯片42與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46相對(duì)配置，但是也可以并列配置在同一面上，通過(guò)硅光管44而光耦合。
并且，在本實(shí)施例中，構(gòu)成MEMS芯片48a的MEMS開(kāi)關(guān)為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，構(gòu)成MEMS芯片50a的MEMS開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)，構(gòu)成MEMS芯片48a的MEMS開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，構(gòu)成MEMS芯片50a的MEMS開(kāi)關(guān)為導(dǎo)通狀態(tài)。另外，布線52與接地電源連接。
該實(shí)施例9也與實(shí)施例1一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
(實(shí)施例10)接著，圖11所示是本發(fā)明實(shí)施例10的MEMS裝置的構(gòu)成。該實(shí)施例10的MEMS裝置40B具備LED芯片42、硅光管44、MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46、形成了與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46電連接的MEMS開(kāi)關(guān)的MEMS芯片48b、50b、及與這些MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46、MEMS芯片48b、50b阻抗匹配的布線52，將這些構(gòu)成的要素制成封裝。LED芯片42具有實(shí)施例1～7的發(fā)光元件電路2，MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46具有實(shí)施例1～7的受光電路5和放電電路7。另外，發(fā)光元件電路2和受光電路5通過(guò)硅光管44而光耦合，發(fā)光元件電路2射出的光通過(guò)硅光管44幾乎沒(méi)有泄漏地到達(dá)受光電路5。在本實(shí)施例中，雖然LED芯片42與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片46相對(duì)配置，但是也可以并列配置在同一面上，通過(guò)硅光管44而光耦合。
并且，在本實(shí)施例中，構(gòu)成MEMS芯片48b的MEMS開(kāi)關(guān)和構(gòu)成MEMS芯片50b的MEMS開(kāi)關(guān)同時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)或斷開(kāi)狀態(tài)。
該實(shí)施例10也與實(shí)施例1一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
(實(shí)施例11)接著，圖14所示是本發(fā)明實(shí)施例11的MEMS裝置的構(gòu)成。采用該實(shí)施例11的MEMS裝置的構(gòu)成為，在圖2所示的實(shí)施例2的MEMS裝置中新設(shè)置了發(fā)光元件電路2’、受光電路5’、MOS開(kāi)關(guān)70、及電阻72。發(fā)光元件電路2’例如由LED或LD等發(fā)光元件2a構(gòu)成，受光電路5’由串聯(lián)連接的多個(gè)受光二極管51、……、5n構(gòu)成。MOS開(kāi)關(guān)70的柵極通過(guò)放電電路7與受光電路5’的高電位側(cè)連接，源極或漏極中的一方與受光電路5的低電位側(cè)連接，另一方與RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a連接。電阻72的一端與RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a連接，另一端與RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11b連接。
接著，說(shuō)明本實(shí)施例的動(dòng)作。首先，發(fā)光電路2一發(fā)射光，在受光電路5的兩端就產(chǎn)生高電壓，但由于MOS柵極70截止，所以RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a、11b變?yōu)橥娢?，充電電荷相同。為此，靜電排斥力作用于可動(dòng)接觸子11c，可動(dòng)接觸子11c與接點(diǎn)11d、11e之間的距離變大，更穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)狀態(tài)成為可能。在這樣的狀態(tài)下，發(fā)光元件電路2’一向受光電路5’發(fā)射光，在受光電路5’的兩端就產(chǎn)生高電壓。于是，受光電路5’的高電位通過(guò)放電電路7施加在MOS開(kāi)關(guān)70的柵極上，MOS開(kāi)關(guān)70導(dǎo)通。于是，電阻72流過(guò)電流，在RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a、11b上充電電荷不同。由此，靜電引力作用于可動(dòng)接觸子11c，可動(dòng)接觸子11c與接點(diǎn)11d、11e相接觸，而成為穩(wěn)定的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)。
該實(shí)施例也與實(shí)施例2一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
在到此為止說(shuō)明過(guò)的基本構(gòu)成中加入如上所述的分開(kāi)使用靜電引力和斥力的電路，可以進(jìn)行更穩(wěn)定且可靠性高的MEMS的動(dòng)作。
有效地分開(kāi)使用引力和斥力的電路或構(gòu)成，不僅是對(duì)RF-MEMS，對(duì)于提高M(jìn)EMS反射器、激勵(lì)器及其他MEMS的可靠性而言也是有效的。
(實(shí)施例12)接著，圖15所示是本發(fā)明實(shí)施例12的MEMS裝置的構(gòu)成。采用該實(shí)施例12的MEMS裝置1G的構(gòu)成為，在圖2所示的實(shí)施例2的MEMS裝置1A中將受光電路5替換成受光部5A。受光部5A具備放電電路控制用受光電路5a和MEMS驅(qū)動(dòng)用受光電路5b。受光電路5a由串聯(lián)連接的多個(gè)受光二極管5a1、……、5am構(gòu)成。受光電路5b由串聯(lián)連接的多個(gè)受光二極管5b1、……、5bn構(gòu)成。受光電路5a和受光電路5b串聯(lián)連接，也就是說(shuō)構(gòu)成受光電路5a的受光二極管5am的陰極與構(gòu)成受光電路5b的受光二極管5b1的陽(yáng)極連接。另外，在本實(shí)施例中，發(fā)光元件電路2向受光電路5a和受光電路5b兩者發(fā)射光。
放電電路7具備與受光電路5a串聯(lián)連接的電阻R和接合型FET8。接合型FET8的漏極與受光電路5a、受光電路5b的連接點(diǎn)、即構(gòu)成受光電路5b的受光二極管5b1的陽(yáng)極連接，柵極通過(guò)電阻R與構(gòu)成受光電路5a的受光二極管5a1的陽(yáng)極連接，源極與構(gòu)成受光電路5b的受光二極管5bn的陰極連接。另外，在本實(shí)施例中，接合型FET8的漏極與圖2所示的RF-MEMS11的靜電電極11b連接，源極與RF-MEMS11的靜電電極11a連接。
在本實(shí)施例中，接合型FET8是標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通型，發(fā)光元件電路2發(fā)光，從而在受光電路5a、5b的兩端產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，變成斷開(kāi)狀態(tài)。然后，該驅(qū)動(dòng)電壓通過(guò)放電電路7施加在圖2所示的RF-MEMS開(kāi)關(guān)11的靜電電極11a、11b上。于是，可動(dòng)接觸子11c與接點(diǎn)接觸，RF-MEMS開(kāi)關(guān)11變成導(dǎo)通狀態(tài)，輸入端子13和輸出端子14導(dǎo)通。另外，當(dāng)發(fā)光元件電路2停止放射光時(shí)，受光電路5a、5b的兩端的電位差變成零，構(gòu)成放電電路7的接合型FET8的柵極上所施加的電位也變成零，由此接合型FET變成導(dǎo)通狀態(tài)。由此，靜電電極11a、11b之間短路，RF-MEMS開(kāi)關(guān)11變成斷開(kāi)狀態(tài)。
另外，在本實(shí)施例中，RF-MEMS開(kāi)關(guān)11通常為斷開(kāi)狀態(tài)，通過(guò)在靜電電極11a、11b之間施加電壓可成為導(dǎo)通狀態(tài)，但也可以是通常為導(dǎo)通狀態(tài)，在靜電電極11a、11b之間施加電壓而成為斷開(kāi)狀態(tài)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
另外，在本實(shí)施例中，受光部5A雖然由2個(gè)串聯(lián)連接的受光電路5a、5b構(gòu)成，也可以由不少于3個(gè)的受光電路構(gòu)成。
如上所述，如果采用本實(shí)施例，則與實(shí)施例2一樣，可以盡量地抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。另外，與現(xiàn)有情況比較可以減少元件數(shù)量，能更提高耐壓，且可以得到更好的升壓波形。
(實(shí)施例13)接著，參照?qǐng)D16說(shuō)明采用本發(fā)明實(shí)施例13的MEMS裝置。圖16所示是采用實(shí)施例13的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。該實(shí)施例的MEMS裝置具備發(fā)光元件60、光耦合部62、受光元件64、含有放電電路的控制部66、及MEMS68。受光元件64、控制部66和MEMS68在同一半導(dǎo)體芯片70上形成。但是，發(fā)光元件60沒(méi)有形成在半導(dǎo)體芯片70上。發(fā)光元件60與受光元件64通過(guò)光耦合部62連接。光耦合部62例如由硅光管構(gòu)成。
發(fā)光元件60例如由LED構(gòu)成。另外，發(fā)光元件60也可以是LD、有機(jī)EL、硅基板的發(fā)光元件、其他任意元件。該發(fā)光元件60發(fā)射的光由受光元件64轉(zhuǎn)換成電壓?？刂撇?6通過(guò)受光元件64發(fā)生的電壓控制MEMS68。
通過(guò)這樣的構(gòu)成也與實(shí)施例1一樣，可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
(實(shí)施例14)接著，參照?qǐng)D17說(shuō)明采用本發(fā)明實(shí)施例14的MEMS裝置。圖17所示是采用實(shí)施例14的MEMS裝置的構(gòu)成的剖視圖。該實(shí)施例的MEMS裝置具備發(fā)光元件60、光波導(dǎo)62、受光元件64、含有放電電路的控制部66、及MEMS68。受光元件64、控制部66和MEMS68在同一半導(dǎo)體芯片70上形成。另外，發(fā)光元件60通過(guò)光波導(dǎo)62與受光元件64連接。
發(fā)光元件60例如由LED構(gòu)成。另外，發(fā)光元件60也可以是LD、有機(jī)EL、硅基板的發(fā)光元件、其他任意元件。該發(fā)光元件60發(fā)射的光通過(guò)光波導(dǎo)部62發(fā)送到受光元件64。該發(fā)送來(lái)的光由受光元件64轉(zhuǎn)換成電壓?？刂撇?6通過(guò)受光元件64發(fā)生的電壓控制MEMS68。
通過(guò)這樣的構(gòu)成，本實(shí)施例1也可以盡量抑制噪聲的發(fā)生，可以得到高的可靠性。
(實(shí)施例15)接著，圖18所示是本發(fā)明實(shí)施例15的MEMS裝置的構(gòu)成。采用該實(shí)施例15的MEMS裝置1H的構(gòu)成為，在圖2所示的實(shí)施例2中設(shè)置2個(gè)獨(dú)立的RF-MEMS開(kāi)關(guān)111、112，來(lái)代替RF-MEMS開(kāi)關(guān)11。
RF-MEMS開(kāi)關(guān)111是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a1、11b1、可動(dòng)接觸子11c1、接點(diǎn)11d1、11e1。RF-MEMS開(kāi)關(guān)112是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a2、11b2、可動(dòng)接觸子11c2、接點(diǎn)11d2、11e2。另外，接點(diǎn)11d1與輸入端子13連接，接點(diǎn)11e1與輸出端子141連接。接點(diǎn)11d2與輸入端子132連接，接點(diǎn)11e2與輸出端子142連接。另外，靜電電極11a1、11a2共用連接后被施加低電位，靜電電極11b1、11b2共用連接后被施加高電位。即，在本實(shí)施例中，在RF-MEMS開(kāi)關(guān)111、112中分別輸入不同的輸入，開(kāi)關(guān)同時(shí)變成導(dǎo)通或斷開(kāi)狀態(tài)。
另外，本實(shí)施例15當(dāng)然也可以達(dá)到與實(shí)施例2相同的效果。在本實(shí)施例15中，雖然具備2個(gè)獨(dú)立的RF-MEMS開(kāi)關(guān)，但也可以具有不少于3個(gè)的獨(dú)立RF-MEMS開(kāi)關(guān)。這樣情況，全部的RF-MEMS開(kāi)關(guān)同時(shí)變成導(dǎo)通狀態(tài)或者變成斷開(kāi)狀態(tài)。另外，也可以設(shè)置與各RF-MEMS開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的其他RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
(實(shí)施例16)接著，圖19所示是本發(fā)明實(shí)施例16的MEMS裝置的構(gòu)成。采用該實(shí)施例16的MEMS裝置1J的構(gòu)成為，在圖2所示的實(shí)施例2中設(shè)置2個(gè)獨(dú)立的RF-MEMS開(kāi)關(guān)111、112，來(lái)代替RF-MEMS開(kāi)關(guān)11。
RF-MEMS開(kāi)關(guān)111是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a1、11b1、可動(dòng)接觸子11c1、接點(diǎn)11d1、11e1。RF-MEMS開(kāi)關(guān)112是靜電驅(qū)動(dòng)型，具備靜電電極11a2、11b2、可動(dòng)接觸子11c2、接點(diǎn)11d2、11e2。另外，接點(diǎn)11d1與輸入端子131連接，接點(diǎn)11e1與輸出端子141連接。接點(diǎn)11d2與輸入端子132連接，接點(diǎn)11e2與輸出端子142連接。另外，靜電電極11a1、11b2共用連接后被施加低電位，靜電電極11b1、11a2共用連接后被施加高電位。也就是說(shuō)，在本實(shí)施例中，在RF-MEMS開(kāi)關(guān)111、111中分別輸入不同的輸入，但也可以連接成作為開(kāi)關(guān)的一方的RF-MEMS開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)另一方的RF-MEMS開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)。
另外，本實(shí)施例16當(dāng)然也可以達(dá)到與實(shí)施例2相同的效果。另外，也可以設(shè)置與各RF-MEMS開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接的其他RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
(實(shí)施例17)接著，圖20所示是本發(fā)明實(shí)施例17的MEMS裝置的構(gòu)成。采用該實(shí)施例17的MEMS裝置1K的構(gòu)成為，在實(shí)施例15中，RF-MEMS開(kāi)關(guān)111的輸入端子131與RF-MEMS開(kāi)關(guān)112的輸入端子132共用連接，而且，RF-MEMS開(kāi)關(guān)111的輸出端子141與RF-MEMS開(kāi)關(guān)112的輸出端子142共用連接。也就是說(shuō)，RF-MEMS開(kāi)關(guān)111與RF-MEMS開(kāi)關(guān)112并聯(lián)連接。
通過(guò)這樣的構(gòu)成，能使輸入輸入端子13的電流分流，與實(shí)施例2的MEMS裝置的RF-MEMS開(kāi)關(guān)11比較，可以使實(shí)施例的RF-MEMS開(kāi)關(guān)的容量變小。
另外，本實(shí)施例17當(dāng)然也可以達(dá)到與實(shí)施例2相同的效果。在該實(shí)施例17中，雖然是2個(gè)RF-MEMS開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接，但也可以是不少于3個(gè)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)并聯(lián)連接的構(gòu)成。
在上述實(shí)施例中，RF-MEMS開(kāi)關(guān)雖然是在未施加控制用電壓時(shí)變成斷開(kāi)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)，但也可以是在未施加控制電壓時(shí)為導(dǎo)通狀態(tài)的開(kāi)關(guān)，也可以是C接點(diǎn)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
另外，在本實(shí)施例中，雖然說(shuō)明了MEMS是RF-MEMS開(kāi)關(guān)的情況，但被光二極管陣列產(chǎn)生的高電壓驅(qū)動(dòng)的MEMS構(gòu)造，對(duì)反射器或光開(kāi)關(guān)、激勵(lì)器等所謂由機(jī)械形狀的變化來(lái)控制信號(hào)的構(gòu)造也是有效的。
發(fā)明的效果如上所述，如果采用本發(fā)明，則可以盡量抑制噪聲的產(chǎn)生，可以得到高的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種MEMS裝置，其特征在于，具備發(fā)光電路，含有發(fā)光元件、射出光；受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；及MEMS構(gòu)造部，被通過(guò)上述受光電路發(fā)生的電壓驅(qū)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS構(gòu)造部具備RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS構(gòu)造部具備串聯(lián)連接的多個(gè)RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS構(gòu)造部具備與上述RF-MEMS開(kāi)關(guān)阻抗匹配的布線。
5.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS構(gòu)造部具備串聯(lián)連接的第1至第2 RF-MEMS開(kāi)關(guān)、及第3 RF-MEMS開(kāi)關(guān)，該第3 RF-MEMS開(kāi)關(guān)的一端與第1 RF-MEMS開(kāi)關(guān)和第2 RF-MEMS開(kāi)關(guān)的連接點(diǎn)連接，另一端與接地電源連接。
6.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS構(gòu)造部具備并聯(lián)連接的多個(gè)RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
7.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS構(gòu)造部具備C接點(diǎn)的RF-MEMS開(kāi)關(guān)。
8.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述MEMS裝置被制成封裝，上述發(fā)光元件和上述受光電路通過(guò)硅光管被光耦合。
9.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，還具備放電電路，該放電電路通過(guò)使上述發(fā)光電路停止射出光，使在上述受光電路的上述串聯(lián)電路的兩端產(chǎn)生的電壓放電。
10.如權(quán)利要求9所述的MEMS裝置，其特征在于，上述放電電路具備接合型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，該接合型場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極通過(guò)第1電阻與上述受光電路的高電位側(cè)的端子連接，柵極通過(guò)第2電阻與上述受光電路的高電位側(cè)的端子連接，源極與上述受光電路的低電位側(cè)的端子連接。
11.一種MEMS裝置，其特征在于，具備第1發(fā)光電路，含有第1發(fā)光元件、射出光；第2發(fā)光電路，含有第2發(fā)光元件、射出光；第1受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述第1發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；第2受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述第2發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；放電電路，通過(guò)使上述第2發(fā)光電路停止發(fā)射光，使在上述第2受光電路的上述串聯(lián)電路的兩端產(chǎn)生的電壓放電；MEMS構(gòu)造部，包含RF-MEMS開(kāi)關(guān)，該RF-MEMS開(kāi)關(guān)具有與上述第1受光電路的高電位側(cè)的端子連接的第1靜電電極、及第2靜電電極；電阻要素，設(shè)置在上述第1靜電電極與上述第2靜電電極之間；及MOS開(kāi)關(guān)，該MOS開(kāi)關(guān)的漏極與上述第2靜電電極連接，源極與上述第1受光電路的低電位側(cè)的端子連接，柵極通過(guò)上述放電電路與上述第2受光電路的高電位側(cè)的端子連接。
12.一種MEMS裝置，其特征在于，具備發(fā)光電路，含有第1發(fā)光元件、射出光；第1受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的第1串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓；第2受光電路，具有多個(gè)受光元件串聯(lián)連接的第2串聯(lián)電路，該受光元件接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓，該第2串聯(lián)電路的高電位側(cè)端子與上述第1受光電路的低電位側(cè)端子連接；電阻要素，與上述第1受光電路并聯(lián)連接；接合型場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其漏極與上述第2串聯(lián)電路的高電位側(cè)的端子連接，源極與上述第2串聯(lián)電路的低電位側(cè)的端子連接，柵極與上述第1串聯(lián)電路的高電位側(cè)的端子連接；及MEMS構(gòu)造部，被通過(guò)上述第2受光電路發(fā)生的電壓驅(qū)動(dòng)。
13.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述受光電路和上述MEMS構(gòu)造部形成在同一半導(dǎo)體芯片上，上述發(fā)光電路和上述受光電路通過(guò)光耦合部來(lái)光耦合。
14.如權(quán)利要求1所述的MEMS裝置，其特征在于，上述發(fā)光電路、上述受光電路和上述MEMS構(gòu)造部形成在同一半導(dǎo)體芯片上，上述發(fā)光電路和上述受光電路通過(guò)光波導(dǎo)來(lái)光耦合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種MEMS裝置，盡量抑制噪聲的產(chǎn)生且可以得到高的可靠性。其具備發(fā)光電路(2)，含有發(fā)光元件(2a)、射出光；受光電路(5)，具有多個(gè)接受從上述發(fā)光電路射出的光、發(fā)生電壓的受光元件(文檔編號(hào)H01L31/12GK1495916SQ0314958
公開(kāi)日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月15日
發(fā)明者北川光彥, 相澤吉昭, 昭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝